DE3834286A1 - Heizvorrichtung fuer fluessigkeiten - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Heizvorrichtung für Flüssigkei­ ten, wobei die Beheizung bei solchen Heizvorrichtungen in der Flüssigkeit oder bevorzugt außerhalb trocken liegen kann und ihr einerseits ein Flüssigkeits-Zulauf sowie andererseits ein Ablauf, z.B. ein Brauchwasseraustritt für das beheizte Medium zugeordnet sein kann.

Heizvorrichtungen dieser Art dienen insbesondere zur Wasserbeheizung, zur Beheizung von Getränken und ähnlichem, wobei in der Regel darauf Wert gelegt wird, stets einen ausreichend großen Vorrat an Flüssigkeit gespeichert zu haben. Meist ist aber die je Zeiteinheit benötigte Menge an erwärmter Flüssigkeit im Verhältnis zur Speicherkapazität so gering, daß der Energieaufwand zur Erhitzung der gesamten Speicherkapazität in einem sehr ungünstigen Verhältnis zur entnommenen Energie steht. Außerdem wird, um vor der Entnahme einer aufgeheizten Teilmenge die gesamte Speicherkapazität möglichst schnell auf die gewünschte Temperatur der Teilmenge bringen zu können, ein sehr hoher Anschlußwert für die Behei­ zung benötigt, was insbesondere bei elektrischen Beheizungen zu Schwierigkeiten hinsichtlich der Netzabsicherungen führen kann.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, eine Heizvorrich­ tung der genannten Art zu schaffen, welche es auf einfache Weise ermöglicht, nur eine für die jeweilige Entnahme be­ stimmte Teilmenge der gesamten Speicherkapazität im wesentli­ chen unabhängig von der übrigen Speichermenge in kurzer Zeit und bei relativ niedrigem Anschlußwert für die Beheizung aufzuheizen.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist bei einer Heizvorrichtung der genannten Art erfindungsgemäß vorgesehen, daß die jeweils für die Entnahme oder dgl. bestimmte Flüssigkeits-Teilmenge abgegrenzt gegenüber dem übrigen Speichervolumen gesondert aufgeheizt, jedoch bei jeder Entnahme aus dieser Teilmenge eine sofortige, selbsttätige Nachfüllung bewirkt wird. Da­ durch wird die aufgebrachte Heizenergie unter starker Redu­ zierung oder im wesentlichen sogar Verhinderung jeglicher Strömungs-Wärmeübertragung von der Teilmenge auf die übrige Speichermenge, im wesentlichen nur auf die durch den Brauchaustritt für die Entnahme bereitstehende Teilmenge konzentriert, die bei Erreichen der gewünschten Temperatur sofort entnommen werden kann.

Die Beheizung der Teilmenge erfolgt vorteilhaft in einer Aufheizkammer, die im wesentlichen innerhalb des Flüssig­ keitsspeichers bzw. innerhalb der gespeicherten Flüssigkeit so liegen kann, daß der größte Teil ihrer Außenfläche von dieser Flüssigkeit umspült ist. Dadurch wird nicht nur eine sehr kompakte Ausbildung erzielt, sondern auch erreicht, daß eventuelle Wärmeübergänge durch die Kammerwandung nicht zu Wärmeverlusten führen, sondern zur Vorwärmung der übrigen Speichermenge an Flüssigkeit im Flüssigkeitsspeicher dienen. Die Aufheizkammer kann teilweise oder ganz aus metallischen Werkstoffen, wie rostfreiem Stahl, aus Kunststoff und/oder aus Keramik bestehen, je nach dem, für welche Temperaturen die Heizvorrichtung ausgelegt ist, welche Arten von Flüssigkeiten beheizt werden sollen und wie hoch die Isolierung zwischen der Aufheizkammer und dem übrigen Flüssigkeitsspeicher gewünscht ist.

Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Aufheizkammer über den größten Teil ihres Umfanges von einem aus dem Flüssigkeits­ speicher durch leichte Lösbarkeit herausnehmenbaren Bauteil gebildet ist, der zweckmäßig an einer Seite auf voller Innen­ weite offen ist, so daß sich gute Reinigungsmöglichkeiten aller Innenflächen der Aufheizkammer ergeben.

Die erfindungsgemäße Heizvorrichtung kann nur zur Erwärmung bzw. Erhitzung von Flüssigkeit unterhalb des Siedepunktes verwendet werden, wobei dann der Brauchaustritt zweckmäßig im tiefsten Bereich der Aufheizkammer an diese anschließt. Stattdessen, insbesondere aber zusätzlich hierzu, kann die Heizvorrichtung bzw. die Aufheizkammer zur Dampferzeugung vorgesehen sein, wobei der Brauchaustritt für den Dampf zweckmäßig im obersten Bereich an die Aufheizkammer an­ schließt. Die Aufheizkammer kann dabei an der Oberseite auf voller Weite offen, jedoch nach oben bis über den maximalen Flüssigkeitsspiegel gegenüber dem übrigen Flüssigkeitsspei­ cher abgetrennt sein oder sie kann, insbesondere wenn ihre Oberseite unterhalb des maximalen Flüssigkeitsspiegels liegt, mit einer gegenüber ihrer Weite engeren Austrittsleitung verbunden sein, die zweckmäßig durch den Flüssigkeitsspeicher hindurchgeführt ist. Sind die Aufheizkammer bzw. deren Dampf­ austritt und der Flüssigkeitsspeicher in einem gemeinsamen Druckgefäß angeordnet, so kann der durch Beheizung erzeugte Dampfdruck auch zur Flüssigkeitsförderung unter Druck, d.h. ggf. nach oben über den maximalen Flüssigkeitsspiegel, heran­ gezogen werden. Die Flüssigkeitsförderung aus der Aufheizkam­ mer heraus kann auch durch Dampfdruck innerhalb der Aufheiz­ kammer oder innerhalb der aus dieser herausführenden Leitung z.B. dadurch bewirkt werden, daß in der Aufheizkammer bzw. in der entsprechend eng ausgebildeten Leitung Dampfblasen er­ zeugt werden, welche die erwärmte Flüssigkeit nach oben ausstoßen. Um Flüssigkeit auch unmittelbar aus dem Flüssig­ keitsspeicher insbesondere dann entnehmen zu können, wenn dem Flüssigkeitsspeicher eine Vorwärmung zugeordnet ist, ist auch vom Flüssigkeitsspeicher ein Brauchaustritt weggeführt, der von seiner Einlaßöffnung in Strömungsrichtung nach oben ansteigend vorgesehen werden kann, wenn der Flüssigkeitsspei­ cher dem Dampfdruck der Aufheizkammer ausgesetzt ist.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann auch dadurch wahlweise zur Erwärmung von Flüssigkeit sowie zur Dampferzeugung heran­ gezogen werden, daß der Flüssigkeitsspiegel im Flüssigkeits­ speicher verändert wird. Bei einem niedrigen Flüssigkeits­ spiegel ist eine Dampferzeugung einfacher möglich, insbeson­ dere dann, wenn dieser Flüssigkeitsspiegel unterhalb der Oberseite der Aufheizkammer liegt, diese also nach oben aus der gespeicherten Flüssigkeit herausragt. Wird der Flüssigkeitsspiegel verhältnismäßig hoch, nämlich z.B. so gewählt, daß die Aufheizkammer vollständig in die gespeicher­ te Flüssigkeit eingetaucht ist, so eignet sich die Heizvor­ richtung in den meisten Fällen besser zur Erwärmung der Flüssigkeit unterhalb des Siedepunktes. Allerdings kann die Beheizung auch derart zumindest in zwei Stufen manuell ein­ stellbar sein, daß bei höherer Leistungsabgabe Dampf und bei geringerer Leistungsabgabe erwärmte Flüssigkeit erzeugt wird. In jedem Fall ist es vorteilhaft, wenn eine Einrichtung zur Konstanthaltung des jeweils gewünschten Flüssigkeitsspiegels in Form beispielsweise einer selbsttätig arbeitenden bzw. durch einen Schwimmer oder ähnliches geregelten Nachfüllein­ richtung vorgesehen ist.

Obwohl die Beheizung für beliebige Energieträger oder für wahlweise unterschiedliche Energieträger ausgebildet sein kann, ist sie bevorzugt als elektrische Beheizung ausgebil­ det, deren durch einen Rohrheizkörper oder dgl. gebildeter Heizwiderstand zweckmäßig außerhalb der Flüssigkeit bzw. des Dampfes und somit im Trocknen liegt. Es ist denkbar, zusätz­ lich zur Beheizung für die Aufheizkammer eine gesonderte Vorwärme-Beheizung für den übrigen Flüssigkeitsspeicher vorzusehen oder die Beheizung für die Aufheizkammer so anzu­ ordnen, daß sie auch den Flüssigkeitsspeicher direkt vor­ wärmt, jedoch ergibt sich eine besonders einfache Ausfüh­ rungsform, wenn ausschließlich eine direkte Beheizung der Aufheizkammer vorgesehen und der übrige Flüssigkeitsspeicher von direkten Beheizungen völlig frei ist.

Zur Sicherung gegen Überhitzung, insbesondere als Trockengeh­ schutz, und/oder zur manuell einstellbaren Regelung der Erwärmungstemperatur in der Aufheizkammer ist zweckmäßig jeweils ein Temperaturfühler vorgesehen, der vorzugsweise Bestandteil eines thermischen Ausdehnungssystems ist, welches auf einen Schaltkontakt wirkt. Insbesondere im Falle des Trockengehschutzes ist der Temperaturfühler zweckmäßig sowohl mit der beheizten Wandung der Aufheizkammer als auch mit dem Mantel des Rohrheizkörpers thermisch leitend gekoppelt, so daß er besonders schnell anspricht. Insbesondere dann, wenn auch aus dem Flüssigkeitsspeicher erwärmte Flüssigkeit ent­ nehmbar sein soll, ist zweckmäßig im Flüssigkeitsspeicher ebenfalls ein Temperaturfühler vorgesehen, der zur Tempera­ turanzeige oder zur Temperaturregelung dienen kann und zweck­ mäßig im wesentlichen berührungsfrei in die gespeicherte Flüssigkeit hineinragt.

Als Beheizung können z.B. Heizelemente nach der EP-PS 97 265 oder nach der europäischen Patentanmeldung 8 81 03 779.0 vorge­ sehen werden, auf die wegen weiterer Einzelheiten und Wirkun­ gen Bezug genommen wird.

Diese und weitere Merkmale von bevorzugten Weiterbildungen der Erfindung gehen außer aus den Ansprüchen auch aus der Beschreibung und den Zeichnungen hervor, wobei die einzelnen Merkmale jeweils für sich allein oder zu mehreren in Form von Unterkombinationen bei einer Ausführungsform der Erfindung und auf anderen Gebieten verwirklicht sein und vorteilhafte sowie für sich schutzfähige Ausführungen darstellen können, für die hier Schutz beansprucht wird. Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden im folgenden näher erläutert. In den Zeichnungen zeigen:

Fig. 1 eine erfindungsgemäße Heizvorrichtung in teilweise geschnittener Ansicht,

Fig. 2 die Heizvorrichtung gemäß Fig. 1 in teil­ weise geschnittener Ansicht von links,

Fig. 3 eine weitere Ausführungsform einer Heiz­ vorrichtung, vereinfacht im Querschnitt,

Fig. 4 eine weitere Ausführungsform einer Heiz­ vorrichtung in einer Darstellung ent­ sprechend Fig. 3,

Fig. 5 eine weitere Ausführungsform einer Heiz­ vorrichtung in einer Darstellung ent­ sprechend Fig. 3,

Fig. 6 ein Beheizungs-Element für eine erfindungs­ gemäße Heizvorrichtung in Ansicht und

Fig. 7 einen Ausschnitt der Fig. 6 in wesentlich vergrößertem Querschnitt.

Die in den Fig. 1 und 2 dargestellte Heizvorrichtung 1 weist als gehäuseartigen Außenmantel einen Hauptbehälter 2 auf, in welchem ein kleinerer Flüssigkeitsspeicher 3 im wesentlichen achsgleich zu seiner Behälterachse 4 angeordnet ist, wobei der Flüssigkeitsspeicher 3 den größten Teil des Volumeninhaltes des Hauptbehälters 2 einnimmt. Der Flüssig­ keitsspeicher 3 wird über einen von oben zugeführten, bei­ spielsweise an das Wasser-Rohrleitungsnetz angeschlossenen Zulauf 5 mit Wasser versorgt.

Zur Beheizung von in dem Hauptbehälter 2 befindlicher Flüssigkeit ist eine Beheizung 6 vorgesehen, die im wesentli­ chen durch eine beheizte Behälterwandung 7 und mindestens einen an dieser mit einer flachen Querschnittsseite eng anliegend durch Lötung wärmeleitend verbundenen Rohrheizkör­ per 8 gebildet ist. Die beheizte Behälterwandung 7 ist im dargestellten Ausführungsbeispiel durch einen unteren Ab­ schnitt des Mantels des Hauptbehälters 2 gebildet, derart, daß sie von der Oberseite des Hauptbehälters einen wesentlich größeren Abstand als von dessen Unterseite hat. Des weiteren ist die Beheizung 6 mit dem Flüssigkeitsspeicher 3 praktisch nicht metallisch wärmeleitend verbunden.

Der Flüssigkeitsspeicher 3 ist gegenüber dem Hauptbehälter 2 durch einen Wandungskörper 9 abgetrennt, der im dargestellten Ausführungsbeispiel durch einen rohrförmigen Mantelkörper gebildet ist, dessen Querschnitte gleiche, beispielsweise kreisrunde, Grundform wie die des Hauptbehälters 2 aufweisen, jedoch gegenüber dem Hauptbehälter kleiner sind, so daß der Außenumfang des Wandungskörpers 9 über den gesamten Umfang sowie die gesamte Höhe berührungsfrei in einem Abstand vom Innenumfang des Hauptbehälters 2 liegt, der wesentlich klei­ ner als die Hälfte der lichten Weite des Flüssigkeitsspei­ chers 3 ist. Der dadurch gebildete, den Flüssigkeitsspeicher 3 ringförmig umgebende Hüllraum ist wenigstens in seinem unteren Bereich, nämlich im Bereich der Beheizung 6, als Aufheizkammer 10 vorgesehen, auf dessen Wasserfüllung die Beheizung 6 durch die beheizte Behälterwandung 7 hindurch thermisch wirkt. Indirekt, nämlich über die Füllung der Aufheizkammer 10 sowie den Wandungskörper 9, wirkt die Behei­ zung 6 auch auf die Füllung des Flüssigkeitsspeichers 3, die durch kommunizierende Verbindung in der Regel gleich hoch steht wie in der Aufheizkammer 10.

Aus der Aufheizkammer 10 und aus dem Flüssigkeitsspeicher 3 kann jeweils gesondert Medium entnommen werden, wofür der Aufheizkammer 10 ein Brauchaustritt 11 und dem Flüssigkeits­ speicher 3 ein Brauchaustritt 12 zugeordnet ist. Der inner­ halb des Hauptbehälters 2 liegende Eintritt 14 des Brauchaus­ trittes 11 ist oberhalb des beispielsweise bei 13 angenomme­ nen Flüssigkeitsspiegels vorgesehen, während der Eintritt 15 des Brauchaustrittes 12 unterhalb dieses Flüssigkeitsspiegels 13 liegt. Der Austritt 16 des Zulaufes 5 liegt dagegen gegen­ über beiden Eintritten 14, 15 tiefer in geringem Abstand oberhalb der Boden-Wandung 17 des Hauptbehälters 2 im wesent­ lichen unterhalb der Beheizung 6 oder im Bereich von deren unteren Ende. Durch die Boden-Wandung 17 und eine gleiche, am oberen Ende vorgesehene Deckwand 18 ist der Hauptbehälter 2 druckdicht geschlossen. Das obere, auf volle Weite offene Ende 19 des Wandungskörpers 9 und damit das obere Ende sowohl des Flüssigkeitsspeichers 3 als auch der Aufheizkammer 10 liegt in geringem Abstand unterhalb der Deckwand 18 sowie oberhalb des Flüssigkeitsspiegels 13, wobei der Eintritt 14 oberhalb dieses Endes 19 vorgesehen sein kann. Es ist auch denkbar, einen der Aufheizkammer 10 zugeordneten Brauchaus­ tritt vorzusehen, dessen Eintritt unterhalb des Flüssigkeits­ spiegels 13 in der Aufheizkammer 10 liegt.

Durch die beschriebene Ausbildung ist in dem Hauptbehälter 2 oberhalb des Flüssigkeitsspiegels 13 eine druckdichte Dampf­ kammer 20 gebildet, die an der Unterseite praktisch vom Flüssigkeitsspiegel 13 sowohl im Flüssigkeitsspeicher 3, als auch in der Aufheizkammer 10, an der Oberseite durch die Deckwand 18 und am Umfang vom Behältermantel des Hauptbehäl­ ters 2 begrenzt ist und in die der obere Endabschnitt des Wandungskörpers 9 hineinragt. In dieser Dampfkammer 20 liegt der Eintritt 14 des Brauchaustrittes 11.

Der Behältermantel 36 des Hauptbehälters 2 kann in einfacher Weise durch einen Abschnitt eines Rohrmantels gebildet sein, der an beiden Enden mit, insbesondere im wesentlichen glei­ chen Deckeln, nämlich mit einem Bodendeckel 21 und einem oberen Deckel 22, verschlossen ist. Der Zulauf 5 sowie die Brauchaustritte 11, 12 sind durch gesonderte Rohre 23, 24, 25 gebildet, die jeweils von der Oberseite im Bereich eines Fittings 26 durch den oberen Deckel 22 achsparallel zum Hauptbehälter 2 in den Hauptbehälter 2 eingeführt sind und von der Deckwand 18 frei nach unten ragen. Alle Fluidan­ schlüsse bilden eine lösbare Baueinheit mit dem Deckel 22.

Im Bereich der Enden des Behältermantels 36 ist an dessen Außenumfang jeweils ein Flanschring 27 zur Aufnahme einer ringförmigen Dichtung befestigt, gegen welchen der jeweils zugehörige, annähernd scheibenförmige Deckel mit über den Umfang verteilten Spannklammern 28 leicht lösbar gespannt ist. Dadurch können der Hauptbehälter 2 bzw. der Flüssigkeitsspeicher 3 und die Aufheizkammer 10 an einem oder beiden Enden auf voller Weite geöffnet und somit leicht gereinigt werden. Der Wandungskörper 9 ist vorzugsweise ausschließlich durch Verbindung mit der Boden-Wandung 17 bzw. mit dem Bodendeckel 21 gesichert, wobei er fest oder leicht lösbar mit der Boden-Wandung 17 beispielsweise dadurch ver­ bunden sein kann, daß er lose bzw. nur unter seinem Eigenge­ wicht auf der Boden-Wandung 17 aufsteht und durch eine geeig­ nete Steckverbindung zentriert ist.

Die Aufheizkammer 10 wird im wesentlichen ausschließlich aus dem Flüssigkeitsspeicher 3 gefüllt, wobei eine entsprechend hohe Füllung des Flüssigkeitsspeichers 3 zu einem Flüssig­ keitsübertritt vom Flüssigkeitsspeicher 3 zur Aufheizkammer 10 durch Überlauf über das obere Ende 19 und somit zu unter­ schiedlich hohen Flüssigkeitsspiegeln führen würde. Zweckmä­ ßig ist jedoch zur permanenten Nachfüllung der Aufheizkammer 10 im Mantel 37 des Wandungskörpers 9 unterhalb des Flüssig­ keitsspiegels 13 mindestens eine Zulauföffnung 30 vorgesehen, wobei mehrere, beispielsweise sechs gleichmäßig über den Umfang verteilte Zulauföffnungen als Durchbrüche im Wandungs­ körper 9 vorgesehen sein können. Die Zulauföffnungen 30 können durch Ausschnitte in der unteren Randkante des Wan­ dungskörpers 9 gebildet sein, so daß sie im unteren Bereich von der Boden-Wandung 17 begrenzt sind. Außerdem muß der Wandungskörper 9 mit seiner Unterseite nicht abgedichtet an die Boden-Wandung 17 anschließen, so daß bereits durch eine entsprechend unregelmäßige untere Randkante des Wandungskör­ pers 9 ein Zulauf zur Aufheizkammer 10 geschaffen werden könnte.

Zur Temperaturregelung innerhalb des Hauptbehälters 2 bzw. der in diesem erzeugten, erhitzten Medien, nämlich der warmen Flüssigkeit und des ggf. gespannten Dampfes, sind Temperatur­ fühler 31, 32, 33 vorgesehen, die jeweils durch ein Fühler­ rohr gebildet sind, das über eine Kapillarleitung 34 mit einem Temperaturschalter für die Beheizung 6 im Sinne einer Kontaktbetätigung verbunden ist. Zwei Temperaturfühler 31, 32 sind an der Außenseite der beheizten Behälterwandung 7, und zwar in deren oberen Bereich bzw. im oberen Bereich der Rohrheizkörper 8 sowie unmittelbar benachbart zu einem ober­ sten Rohrheizkörper 8, jedoch im Abstand voneinander angeord­ net. Im dargestellten Ausführungsbeispiel sind drei unabhän­ gig voneinander schaltbare und im wesentlichen gleiche Rohr­ heizkörper 8 im Abstand übereinander jeweils wendelförmig an der beheizten Wandung 7 angebracht, wobei die beiden Tempera­ turfühler 31, 32 wenigstens auf einem Teil des Umfanges der beheizten Behälterwandung 7 jeweils zwischen zwei Wendeln des obersten Rohrheizkörpers 8 und eng an diesem anliegend derart angeordnet sind, daß sie mit der gleichen Wendelsteigung wie dieser Rohrheizkörper 8 verlaufen.

Zwischen den beiden Temperaturfühlern 31, 32 ist nur eine einzige Wendel des zugehörigen Rohrheizkörpers 8 vorgesehen. Zur Halterung der an den Flanken des Rohrheizkörpers 8 anlie­ genden sowie lose an den Außenumfang der beheizten Behälter­ wandung 7 angelegten Temperaturfühler 31, 32 ist eine bei­ spielsweise aus einem streifenförmigen Blechzuschnitt beste­ hende, die beheizte Behälterwandung 7 nur im Bereich des zugehörigen Rohrheizkörpers 8 umgebende Manschette 35 vorge­ sehen, deren Enden mit Schrauben gegeneinander gespannt sind, so daß sie jederzeit leicht gelöst werden kann. Dadurch können die im wesentlichen innerhalb der Manschette 35 in der Wendelnut des Rohrheizkörpers 8 liegenden und mit der Man­ schette 35 gegen den Außenumfang der beheizten Behälterwan­ dung 7 gespannten Temperaturfühler 31, 32 jederzeit gelöst werden. Die Manschette 35 weist ein im Bereich der zugehöri­ gen, übereinander liegenden Enden der Temperaturfühler 31, 32 vorgsehenes Durchtrittsfenster für deren Kapillarleitungen 34 auf.

Ein weiterer, stabförmig geradliniger und beispielsweise in der Behälterachse 4 liegender Temperaturfühler 33 ragt im wesentlichen berührungsfrei von der Deckwand 18 über die gesamte Höhe in den Hauptbehälter 2 bzw. den Flüssigkeits­ speicher 3 und ist daher von der Flüssigkeit umspült. Seine Kapillarleitung 34 ist durch die Deckwand 18 nach außen geführt. Die Temperaturschalter der beiden Temperaturfühler 31, 32 sind zweckmäßig auf unterschiedliche Schalttemperatu­ ren bzw. derart justiert, daß die Schalttemperatur des einen Temperaturschalters manuell eingestellt werden kann, während der andere Temperaturschalter einen fest justierten Tempera­ turbegrenzer bildet. Mit dem Temperaturfühler 33 kann die Temperatur der im Flüssigkeitsspeicher 3 befindlichen Flüssigkeit geregelt werden. Die Temperaturschalter schalten entweder die gesamte Beheizung 6 oder nur jeweils eine, durch einen der Rohrheizkörper 8 gebildete Teilleistung ab.

Die erfindungsgemäße Heizvorrichtung arbeitet nach folgendem Verfahren:

Über den Zulauf 5 wird der Flüssigkeitsspeicher 3 vorzugswei­ se derart selbstregelnd gefüllt, daß bei Unterschreiten eines bestimmten Füllniveaus die Wasserzufuhr geöffnet und bei überschreiten eines bestimmten Füllniveaus geschlossen wird. In der Aufheizkammer 10 stellt sich über die Zulauföffnungen 30 derselbe Flüssigkeitsspiegel wie im Flüssigkeitsspeicher 3 ein. Nach Einschalten der Beheizung 6 wird ausschließlich die in der Aufheizkammer 10 befindliche Flüssigkeit auf Siedetem­ peratur gebracht, während die im Flüssigkeitsspeicher 3 befindliche Flüssigkeit aufgrund ihres eigenen, relativ hohen Isolationswertes, allenfalls geringfügig vorgewärmt wird. Der über den Flüssigkeitsspiegel 13 aus der Aufheizkammer 10 aufsteigende Dampf füllt die Dampfkammer 20, wodurch im Flüssigkeitsspeicher 3 und in der Aufheizkammer 10 ein Über­ druck aufgebaut wird. Der Brauchaustritt 11 und der Brauch­ austritt 12 sind über geeignete Ventile absperrbar, während der Zulauf 5 durch das Zulaufventil abzusperren ist. Wird das Ventil des Brauchaustrittes 11 geöffnet, so kann aus der Dampfkammer 20 gespannter Dampf entnommen werden. Wird statt­ dessen oder gleichzeitig das Ventil des Brauchaustrittes 12 geöffnet, so kann vorgewärmte Flüssigkeit unter Druck über das als Steigrohr vorgesehene Rohr 25 entnommen werden.

Die Ausführungsform der Heizvorrichtung 1 a nach Fig. 3 ist insbesondere zur Dampferzeugung bei Koch- und Bratgeräten vorgesehen, wobei auch hier das für die Dampferzeugung aufzu­ heizende Wasservolumen so klein wie möglich gehalten ist. In diesem Fall liegt die Aufheizkammer 10 a statt um den Flüssig­ keitsspeicher innerhalb dieses Flüssigkeitsspeichers 3 a, der durch einen schüsselförmigen, an der Oberseite auf voller Weite offenen Hauptbehälter 2 a gebildet ist. Die Aufheizkam­ mer 10 a ist gegenüber dem Flüssigkeitsspeicher 3 a durch einen napf- bzw. haubenförmigen Wandungskörper 9 a abgetrennt, der mit seiner auf voller Weite offenen Unterseite lose auf einer zentralen, vertieften Zone der Boden-Wandung 17 a des Hauptbe­ hälters 2 a aufsteht und beispielsweise aus Keramik bestehen kann. Der Wandungskörper 9 a und damit die Aufheizkammer 10 a ragen nach oben über die Oberseite des Hauptbehälters 2 a bzw. den Flüssigkeitsspiegel des Flüssigkeitsspeichers 3 a hinaus. Der als Dampfaustritt vorgesehene Brauchaustritt 11 a ist durch beispielsweise rasterartig verteilte Öffnungen in der Deckwand 38 des ansonsten geschlossenen Wandungskörpers 9 a gebildet, aus dem somit das in der Aufheizkammer 10 a erhitzte Medium unmittelbar ins Freie austritt. Zwischen der unteren Stirnkante des Wandungskörpers 9 a und der Boden-Wandung 17 a des Flüssigkeitsspeichers 3 a ist der Zulauf 30 a vom Flüssig­ keitsspeicher 3 a zur Aufheizkammer 10 a durch die Undichtig­ keit der beiden aneinander liegenden Flächen gebildet, so daß auf gesonderte Zulauföffnungen verzichtet werden kann.

Wie Fig. 3 ferner zeigt, ist die beheizte Behälterwandung 7 a der Beheizung 6 a nicht durch einen Mantel, sondern durch eine im wesentlichen ebene Bodenwand, nämlich praktisch durch den zentralen Bereich der Boden-Wandung 17 a gebildet, die an der Unterseite mit mindestens einem in wenigstens einer Spirale verlegten Rohrheizkörper 8 a versehen ist, wobei der Außenum­ fang des vom Rohrheizkörper 8 a abgedeckten Feldes höchstens so groß wie die lichte Weite der Aufheizkammer 10 a ist. Die Beheizung 6 a befindet sich in einem abgeschlossenen Gehäuse­ raum, der z.B. durch einen an die Unterseite des Hauptbehäl­ ters 2 a angesetzten, eine Standfläche der Heizvorrichtung 1 a bildenden Gehäusedeckel 41 begrenzt ist.

Bei der Heizvorrichtung 1 b gemäß Fig. 4 ist die Aufheizkammer 10 b ebenfalls durch einen, im wesentlichen ohne besondere Abdichtung auf der Boden-Wandung 17 b stehenden, haubenförmi­ gen Wandungskörper 9 b aus Blech oder dgl. gegenüber dem Flüssigkeitsspeicher 3 b abgetrennt, jedoch liegt dieser Wandungskörper 9 b und damit die Aufheizkammer 10 b vollständig unterhalb des Flüssigkeitsspiegels im Flüssigkeitsspeicher 3 b, so daß die Aufheizkammer 10 b nicht wie bei der Ausfüh­ rungsform nach Fig. 3 stets nur auf einem Teil ihrer Höhe, sondern ständig über ihre gesamte Höhe mit Wasser gefüllt ist. An der Deckwand 38 b ist ein von der Oberseite der Auf­ heizkammer 10 b nach oben führendes Rohr 24 b befestigt, das durch einen oberen Deckel 22 b nach außen geführt ist und dessen oberes Ende 11 b den Brauchaustritt für nahezu kochendes Wasser für die Kaffeezubereitung bildet. Dabei tritt auch Dampf mit aus. Der Wandungskörper 9 b weist am unteren Rand einen nach außen gerichteten, ringförmigen Flansch 39 auf, mit welchem er auf der Bodenwandung 17 b aufsteht und etwa in dessen Höhe im Mantel 37 b die Zulauföffnungen 30 b vorgesehen sind. Durch den im Wandungskörper 9 b erzeugten sowie durch den das Rohr 24 b durchströmenden Dampf wird die im Flüssigkeitsspeicher 3 b befindliche Flüssigkeit vorgewärmt, bevor sie in die Aufheiz­ kammer 10 b eintritt, so daß sich sehr kurze Aufheizzeiten zur Dampferzeugung ergeben.

Die Beheizung 6 b ist bei der Ausführungsform nach Fig. 4 durch eine gesondert montierbare Heizeinheit 40 gebildet, die in den rohrförmigen Behältermantel 36 b eingesetzt und mit ihrem beispielsweise abgewinkelten Außenumfang dicht am Innenumfang des Behälters 36 b befestigt ist. Dieser befestig­ te Bestandteil der Heizeinheit 40 bildet die Boden-Wandung 17 b, die ihrerseits im zentralen Bereich wiederum die beheiz­ te Behälterwandung 7 b bildet, an deren Unterseite der Rohr­ heizkörper 8 b spiralförmig befestigt ist.

Auch im Falle der Ausbildung nach Fig. 5 bildet die Beheizung 6 c bzw. die beheizte Behälterwandung 7 c die Bodenwand der Aufheizkammer 10 c, jedoch ist in diesem Fall der Brauchaus tritt 11 c im tiefsten Bereich an die Aufheizkammer 10 c ange­ schlossen. Der Brauchaustritt 11 c kann dabei am Mantel 37 c etwa horizontal wegführend so angeschlossen sein, daß das ihn bildende Rohr 24 c den Behältermantel 36 c etwa in Höhe der Aufheizkammer 10 c durchsetzt. Der Brauchaustritt kann aber auch von der Bodenwandung der Aufheizkammer 10 c, vorzugsweise innerhalb des Rohrheizkörpers 8 c, von dem zentralen, von Heizelementen freien Bereich der Bodenwandung der Aufheizkam­ mer 10 c nach unten weggeführt sein, wobei dann das diesen Brauchaustritt bildende Rohr den Behältermantel unterhalb der Aufheizkammer 10 c durchsetzt. Die Heizvorrichtung 1 c ist in diesem Fall vorwiegend zur Erzeugung erwärmter Flüssigkeit und nicht zur Herstellung von Dampf bestimmt.

Wie Fig. 5 ferner zeigt, kann außer der thermischen Isolie­ rung der Aufheizkammer 10 c durch die sie umgebende Flüssig­ keit oder dgl. auch der Hauptbehälter 2 c mit einer thermi­ schen Isolierung 42 versehen sein, die zweckmäßig den Außen­ umfang des Behältermantels 36 c umgibt und ihrerseits mit einer Verkleidung 43 aus Blech oder dgl. versehen ist. Der Eintritt 16 c des Zulaufes 5 c ist in diesem Fall oberhalb der Aufheizkammer 10 c bzw. oberhalb des Flüssigkeitsspiegels vorgesehen und durchsetzt den Behältermantel 36 c. Oberhalb des Zulaufes 5 c ist der ebenfalls isolierte, obere Deckel 22 vorgesehen.

Während bei den Ausführungsformen nach den Fig. 4 und 5 die Heizeinheit 40 bzw. 40 c die gesamte Boden-Wandung 17 b bzw. 17 c des Hauptbehälters 2 b bzw. 2 c bildet, ist in Fig. 6 eine Heizeinheit 40 d dargestellt, die nur einen zentralen Bereich dieser Boden-Wandung 17 d, nämlich denjenigen Bereich bildet, welcher als beheizte Behälterwandung 7 d vorgesehen ist. Die Boden-Wandung 17 d weist zu diesem Zweck einen ent­ sprechend bemessenen Durchbruch auf, welcher mit der Heizein­ heit 40 d dicht dadurch verschlossen wird, daß die Heizeinheit 40 d den Rand des Durchbruches an der Oberseite mit einem Flansch 44 übergreift, so daß der Rohrheizkörper 8 d an der Unterseite frei liegt. An dem ringscheibenförmigen, am Außen­ umfang nach unten abgewinkelten Flansch 44 sind über den Umfang verteilte, nach unten vorstehende Spannbolzen 45 befestigt, welche entsprechende Durchgangsöffnungen im Rand der Boden-Wandung 17 d mit Gewindeabschnitten durchsetzen, auf welche Spannmuttern aufgeschraubt werden können. Dadurch ist die Heizeinheit 40 d jederzeit leicht lösbar bzw. auswechsel­ bar.

Die Boden-Wandung bzw. die Heizeinheit 40 d kann auch eine Sicherung 46 für den formschlüssig gegen Abheben gesicherten, jedoch leicht lösbaren Eingriff des Wandungskörpers aufwei­ sen. Diese Sicherung ist z.B. durch über die Oberseite des Flansches 44 vorstehende Bejonett-Verschluß-Nocken für den Eingriff in Bajonett-Verschluß-Öffnungen gebildet, die z.B. im Flansch 39 des Wandungskörpers 9 b vorgesehen sein können.

Im dargestellten Ausführungsbeispiel sind beispielsweise drei Spannbolzen 45 einteilig mit den Sicherungen 46 ausgebildet, die durch die oberen Enden dieser Spannbolzen 45 gebildet sind. Dadurch kann der Wandungskörper durch eine Drehbewegung verriegelt bzw. entriegelt werden.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Heizvorrichtung, die z.B. insbesondere als Warmgetränke-Kessel mit einem Speicherinhalt von 10 bis 30 Liter geeignet ist, hat die Aufheizkammer einen Volumeninhalt von etwa einem Zwanzigstel bis einem Zehntel des Speicherinhaltes, nämlich einen Inhalt von etwa 0,5 bis 2 l. Die Höhe der Aufheizkammer ist mit einer Größenordnung von etwa 10 mm zweckmäßig vielfach klei­ ner als ihre Weite, die in der Größenordnung zwischen 50 und 300 mm, insbesondere bei etwa 200 mm, liegen kann. Nahezu die gesamte, dieser Weite entsprechende Grundfläche der Aufheiz­ kammer dient als beheizte Grundfläche, welche mit Heizelemen­ ten abgedeckt ist, so daß eine bzw. die flächengrößte Wandung der Aufheizkammer beheizt ist und die Beheizung auf der größten Weite der Aufheizkammer wirkt.

Wie insbesondere Fig. 7 zeigt, ist der jeweilige Rohrheizkör­ per 8 d im Querschnitt gleichschenklig dreieckförmig, wobei er mit seiner Dreiecks-Basis an der beheizten Behälterwandung 7 d anliegt. Der langgestreckte Rohrheizkörper 8 d besteht im wesentlichen aus einem metallischen, geschlossenen Heizkör­ permantel 47, in welchem berührungsfrei ein Heizwiderstand 48 liegt und in eine verdichtete Isoliermasse 49 eingebettet ist.

Der Rohrheizkörper 8 d weist gemäß Fig. 6 nach unten abstehen­ de, beispielsweise durch Flachsteckzungen gebildete Anschluß­ enden 52 auf, mit welchen er an ein Schaltgerät 50 zur ma­ nuellen Betätigung angeschlossen ist. Dieses Schaltgerät 50 weist auf einer Stellwelle eine Handhabe 51 auf und kann ein taktend arbeitendes, auf unterschiedliche Leistungseinstel­ lungen einstellbares Leistungssteuergerät oder ein entspre­ chend einstellbarer Temperaturregler sein.

Der Temperaturfühler 31d ist am Außenumfang der äußersten Spiralwindung des Rohrheizkörpers 8 d in eine metallische Halterung 54 eingesetzt, die ihrerseits unmittelbar benach­ bart zum Rohrheizkörper 8 d und an diesem anliegend an der Unterseite der beheizten Behälterwandung 7 d thermisch gut leitfähig durch Lötung oder dgl. befestigt ist und einen Teilumfang der Spiralwindung umgibt. Die Halterung 54 ist durch ein beispielsweise U-förmiges Halteprofil 55 gebildet, das mit seinem U-Quersteg vollständig anliegend an der be­ heizten Behälterwandung 7 d befestigt ist und dessen Halte­ schenkel von der Behälterwandung 7 d abstehen. Der Temperatur­ fühler 31d kann zwischen die eng an ihn angepaßten Profil­ schenkel des Halteprofiles 55 bis zur Anlage am U-Quersteg eingesetzt werden, wonach mindestens einer der Profilschenkel als Halteschenkel 56 gegen einen Teilumfang des Temperatur­ fühlers 31d nach innen gebogen werden kann, so daß der Tempe­ raturfühler 31 d zwar formschlüssig, jedoch lösbar gesichert ist. Die beheizte Behälterwandung 7 d ist vom Bereich des Temperaturfühlers 31 d zum Zentrum sowie nach außen abfallend ausgebildet, so daß bei Absinken des Flüssigkeitsspiegels der den Temperaturfühler 31 d aufweisende Bereich als erster trocken liegt und dadurch der Temperaturfühler 31 d sowohl durch die benachbarte Rohrheizkörper-Spiralwindung direkt, als auch über den trocken gelegten Bodenbereich so stark erhitzt wird, daß der dem Temperaturfühler 31 d zugehörige, zwischen ein Anschlußende 52 und das Schaltgerät 50 geschal­ tete Temperaturschalter 33 die Beheizung abschaltet.

In den Fig. 1 bis 7 sind für einander entsprechende Teile die gleichen Bezugszeichen, jedoch mit unterschiedlichen Buchstaben-Indizes verwendet, so daß die jeweiligen Beschrei­ bungsteile entsprechend gelten. Die beschriebenen Merkmale hinsichtlich der Anordnung und Ausbildung der Aufheizkammer sowie der Beheizung sind im wesentlichen beliebig kombinier­ bar, wobei auch zwei oder mehr gleich oder unterschiedlich ausgebildete Aufheizkammern bzw. Flüssigkeitsspeicher in einer Heizvorrichtung zusammengefaßt sein können.

Claims (20)

1. Heizvorrichtung für Flüssigkeiten, mit einem Flüssig­ keitsspeicher (3) mit mindestens einer Beheizung (6) und mit einem Brauchaustritt (11, 12) für beheiztes Medium, dadurch gekennzeichnet, daß wengistens eine mit dem Flüssigkeitsspeicher (3) durch mindestens eine gemeinsame Trennwand (37) oder dgl. kommunizierende, im Fassungsvo­ lumen gegenüber dem Flüssigkeitsspeicher (3) wesentlich kleinere Aufheizkammer (10) vorgesehen ist, die wenig­ stens eine Beheizung (6) aufweist und an die mindestens ein Brauchaustritt (11) im wesentlichen direkt ange­ schlossen ist.

2. Heizvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufheizkammer (10 a) im wesentlichen innerhalb des Flüssigkeitsspeichers (3 a) liegt und daß vorzugsweise eine von der Trennwand (37 a) gesonderte Wandung (7 a) der Aufheizkammer (10 a) durch eine Wandung (17 a) des Flüssig­ keitsspeichers (3 a) gebildet ist.

3. Heizvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Aufheizkammer (10 b) einen im wesentli­ chen berührungsfrei innerhalb des Flüssigkeitsspeichers (3 b) liegenden Mantel (37 b) und/oder eine wenigstens teilweise innerhalb des Flüssigkeitsspeichers (3 b) lie­ gende Deckwand (38 b) aufweist und vorzugsweise annähernd achsgleich zum Flüssigkeitsspeicher (3 b) angeordnet ist.

4. Heizvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens eine Aufheizkammer (10 a) durch einen gesonderten Wandungskörper (9 a) von dem Flüssigkeitsspeicher (3 a) abgetrennt ist und daß vorzugs­ weise der Wandungskörper (9 a) auf der Boden-Wandung (17 a) des Flüssigkeitsspeichers (3 a) steht und zentriert ge­ sichert ist.

5. Heizvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Wandungskörper (9 a) zur Bildung wenigstens einer Aufheizkammer (10 a) eine Haube ist, die im Haubeninnern die Aufheizkammer (10 a) be­ grenzt.

6. Heizvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Trennwand bzw. der Wan­ dungskörper (9) wenigstens einer Aufheizkammer (10) ein Rohr-Mantel (37) ist, der vorzugsweise mit seinem Außen­ umfang die Aufheizkammer (10) begrenzt.

7. Heizvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein die Aufheizkammer (10) wenigstens teilweise begrenzender Wandungskörper (9 a) leicht lösbar bzw. herausnehmbar angeordnet, vorzugsweise dichtungsfrei auf eine Boden-Wandung (17 a) gestellt ist.

8. Heizvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß von dem Flüssigkeitsspeicher (3) zur Aufheizkammer (10) mindestens eine Zulauföffnung (30) vorgesehen ist, die vorzugsweise im tiefsten Bereich der Aufheizkammer (10) und/oder des Flüssigkeitsspeichers (3) in der Trennwand bzw. im Wandungskörper (9) vorgese­ hen ist.

9. Heizvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens ein Brauchaustritt (11 b) von der Oberseite der Aufheizkammer (10 b) wegge­ führt ist und vorzugsweise die Deckwand (38 b) der Auf­ heizkammer (10 b) durchsetzt.

10. Heizvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß wengistens ein Brauchaustritt (11 c) im wesentlichen vom tiefsten Bereich der Aufheiz­ kammer (10 c) weggeführt ist und vorzugsweise unter Umge­ hung des Flüssigkeitsspeichers (3 c) den Mantel (37 c) und/oder die Bodenwandung (17 c) der Aufheizkammer (10 c) durchsetzt.

11. Heizvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens ein Brauchaustritt (12), insbesondere oberhalb der Beheizung (6), von dem Flüssigkeitsspeicher (3) weggeführt ist.

12. Heizvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufheizkammer (10) zur Dampferzeugung ausgebildet ist und daß insbesondere eine Einrichtung zur Dampfdruckförderung der Flüssigkeit und/oder von Dampf durch den jeweiligen Brauchaustritt (12 bzw. 11) vorgesehen ist.

13. Heizvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß dem Flüssigkeitsspeicher (3) eine Einrichtung zur ggf. veränderbaren Konstanthaltung des Flüssigkeitsspiegels (13) innerhalb vorgegebener Grenzen zugeordnet ist und daß vorzugsweise oberhalb des Flüssigkeitsspiegels (13) und der Beheizung (6) eine Dampfkammer (20) oder dgl. vorgesehen ist.

14. Heizvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufheizkammer (10) Be­ standteil einer Druckkammer (20) und insbesondere ober­ halb des vorbestimmten Flüssigkeitsspiegels (13) mit dem Flüssigkeitsspeicher kommunizierend verbunden ist, wobei vorzugsweise der den Wandungskörper (9) bildende Mantel (37) nur über einen Teil der Innenhöhe des den Flüssig­ keitsspeicher (3) aufnehmenden Hauptbehälters (2) reicht.

15. Heizvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Beheizung (6) für die Aufheizkammer (10) teilweise auch als insbesondere indi­ rekte Beheizung für den Flüssigkeitsspeicher (3) vorgese­ hen und vorzugsweise über die Füllung der Aufheizkammer (10) und deren Trennwand wärmeübertragend an die Füllung des Flüssigkeitsspeichers (3) angekoppelt ist.

16. Heizvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Beheizung (6 a bzw. 6) eine beheizte Behälterwandung (7 a bzw. 7) aufweist, die vorzugsweise den Boden und/oder einen Umfang der Aufheiz­ kammer (10 a bzw. 10) begrenzt.

17. Heizvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Beheizung (6) wenigstens teilweise als elektrische Beheizung ausgebildet ist und mindestens einen Heizwiderstand (48), insbesondere einen Rohrheizkörper (8), aufweist, der vorzugsweise an der vom Innenraum abgekehrten Außenseite der beheizten Behälter­ wandung (7) eng anliegend thermisch gekoppelt befestigt ist.

18. Heizvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Beheizung (6 a bzw. 6) ausschließlich im Bereich der Aufheizkammer (10 a bzw. 10) sowie räumlich vom Flüssigkeitsspeicher (3 a bzw. 3) abgesetzt vorgesehen und vorzugsweise der Heizwiderstand im Bereich des Bodens spiralförmig und/oder im Bereich des Mantels wendelförmig angeordnet ist.

19. Heizvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein direkt mit der Beheizung (6), insbesondere mit dem Heizwiderstand und der beheizten Behälterwandung (7), thermisch gekoppelter Temperaturfühler (31, 32) vorgesehen ist, der vorzugswei­ se als mit einer Ausdehnungsflüssigkeit gefülltes Fühler­ rohr eines Temperaturschalters mit einer thermisch leit­ fähigen und an den Rohrheizkörper angrenzenden Halterung (54) an der beheizten Behälterwand befestigt ist.

20. Heizvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein im wesentli­ chen berührungsfrei in den Flüssigkeitsspeicher (3) und/oder in die Aufheizkammer ragender Temperaturfühler (33) eines Temperaturschalters, insbesondere eines Tempe­ raturreglers, vorgesehen ist.